[发明专利]消除热解荒煤气中水蒸气的方法及固定床热解装置

说明书

技术领域

 本发明涉及煤化工技术，尤其涉及一种消除热解荒煤气中水蒸气的方法及固定床热解装置。  

背景技术

低温固体热载体法热解煤生产半焦、煤焦油和煤气过程中会有大量的废水生成。伴随着煤化工的发展，特别是煤热解工业的不断发展壮大，废水产量越来越大，大量废水的排放造成了严重的环境污染。虽然在煤热解工艺设计和实际工作中，已采用各种手段尽可能地减少废水的生成，但仍没有有效手段大幅度的削减煤中有机物的分解生成的化学水，尤其是低阶煤的化学水。 

目前煤热解过程中煤焦油的产生、收集和后续煤焦油的加工中首先经过荒煤气的水洗冷凝、脱水等操作后，再加热焦油进行精馏处理，这样造成生产加工焦油的能耗高，生产设备增多，典型的化产回收流程如图1所示。即目前减少煤热解废水的手段重在减少外部水的影响，而忽略了煤热解本身反应所产生的热解生成水，并没有降低或者完全脱除热解荒煤气中的热解水，无法从根源上减少废水的生成。 

所以亟待一种低能耗的、能从根源上消除热解荒煤气中水蒸气的方法。 

 发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有热解荒煤气中水蒸气去除方法能耗高、设备多的问题，提出一种消除热解荒煤气中水蒸气的方法，能在不影响荒煤气中焦油产率的同时，消除荒煤气中水蒸气，降低甚至是除去热解水，进而降低了煤热解系统的能耗。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种消除热解荒煤气中水蒸气的方法，包括以下步骤：将煤样热解产生的荒煤气通入装有催化剂的催化反应器，在催化反应器内，所述荒煤气中的水蒸气与CO发生水煤气变换反应从而消除水蒸气，其中所述催化剂为Co-Mo系耐硫耐油宽温变换催化剂。 

进一步地，所述Co-Mo系耐硫耐油宽温变换催化剂使用前进行硫化升温。 

进一步地，所述Co-Mo系耐硫耐油（气）宽温变换催化剂的硫化升温即可靠荒煤气自身含有的硫化氢进行硫化，也可进行单独硫化。 

所述Co-Mo系耐硫耐油宽温变换催化剂的硫化升温步骤为：在400℃温度下，荒煤气气氛下保持4小时，硫化结束。 

所述Co-Mo系耐硫耐油宽温变换催化剂单独硫化升温步骤为：（1）N₂气氛下以2.5℃/min的升温速度升温到110℃并保持1小时；（2）通入H₂S与H₂的混合气，流量为5ml/g催化剂/min，以2.5℃/min的升温速度升温到400℃并保持4小时；（3）用N₂，5ml/g催化剂/min吹扫1小时，硫化结束。 

进一步地，所述CO为煤样热解产生的CO和/或额外通入催化反应器的CO。 

进一步地，所述催化反应器内压力为0-0.60Mpa。 

进一步地，所述催化反应器内温度为200-500℃。 

进一步地，将荒煤气中水蒸气消除后，再将其通入油品回收系统回收剩余焦油。 

本发明的另一个目的还提供了一种固定床热解装置，该装置能实现上述消除热解荒煤气中水蒸气的方法，有效除热解荒煤气中水蒸气。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种固定床热解装置，所述热解反应管和冷阱之间设置有用于消除热解荒煤气中水蒸气的催化催化反应器。 

进一步地，所述催化催化反应器内部或外部设置有加热炉。 

本发明消除热解荒煤气中水蒸气的方法步骤科学，与现有技术相比较：将煤样热解产生的荒煤气直接通入装有催化剂的催化反应器，通过催化反应消除荒煤气中水蒸气，同时不影响荒煤气中的焦油产率，从而达到降低甚至是除去热解水，由于荒煤气中没有了水蒸气，从而降低了后续系统的能耗，同时后续化产回收可以应用油洗流程，从而能够直接与煤焦油加氢流程相接。采用耐油耐硫高效催化剂使热解荒煤气中的水蒸汽与CO反应生成H₂与CO₂，从而减少了煤热解工业产生的热解生成水的废水量，同时又能够得到富氢的热解煤气。本发明固定床热解装置结构简单、合理、紧凑，与现有技术相比较，仅在传统煤化工工艺流程的煤热解反应器后增加一个催化反应器（催化剂床层）即可实现热解荒煤气中水蒸气的消除，而不需要废水的处理工艺，并且可直接进行油洗回收焦油。 

 附图说明

图1已有的典型的化产回收系统；

图2为实施例2的工艺流程图；

图3为实施例3的工艺流程图；

图4为实施例4的工艺流程图；

图5为实施例5的工艺流程图；